淺談數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修機(jī)械畢業(yè)論文

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1、 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計（論文）計（論文）淺談數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修姓 名： 學(xué) 號：性 別： 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化批 次： 電子郵箱：聯(lián)系方式：學(xué)習(xí)中心： 指導(dǎo)教師： 2012 年 3 月 12 日 i淺談數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修摘要在中國工業(yè)發(fā)展迅猛的時候，在機(jī)械制造中，數(shù)控機(jī)床是一種新型的自動化機(jī)床，采用計算機(jī)技術(shù)，是機(jī)電一體化產(chǎn)品。由于加工精度、柔性好、效率高、可以加工形狀復(fù)雜的零件，而逐漸取代普通機(jī)床得到廣泛應(yīng)用。但數(shù)控機(jī)床在維修上明顯比普通機(jī)床復(fù)雜，數(shù)控機(jī)床的故障不僅包括硬件故障，還包括軟件故障，所以對數(shù)控機(jī)床的維修，不僅要從硬件上加以判斷，還要結(jié)合軟件來診斷故障原因。數(shù)控機(jī)床故障

2、的診斷是數(shù)控機(jī)床維修的關(guān)鍵。一般來說，隨著故障類型的不同，采取的故障診斷的方法也就不同。本文從數(shù)控機(jī)床工作原理和結(jié)構(gòu)、數(shù)控機(jī)床維護(hù)、故障診斷方法及常見故障類型等方面入手來簡要闡述一下數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與維修。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床維護(hù)；故障診斷；診斷原則；診斷方法 ii目錄目錄引言引言.1第一章第一章 數(shù)控機(jī)床的加工原理與結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床的加工原理與結(jié)構(gòu).22.1 數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理 .22.2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu) .3第二章第二章 數(shù)控機(jī)床的維護(hù)數(shù)控機(jī)床的維護(hù).6第三章第三章 數(shù)控機(jī)床維修基本要求數(shù)控機(jī)床維修基本要求.83.1 維修人員素質(zhì) .83.2 技術(shù)資料要求 .93.3 數(shù)控機(jī)床維修原則

3、 .11第四章第四章 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法.134.1 直觀檢查法 .134.2 儀器檢查法.134.3 功能程序測試法.134.5 接口狀態(tài)檢查法.144.6 參數(shù)檢查法.144.7 試探交換法.144.8 測量比較法.154.9 診斷備件替換法.154.10 特殊處理法.15第五章第五章 數(shù)控機(jī)床常見故障及其分類數(shù)控機(jī)床常見故障及其分類.165.1 按故障發(fā)生的部位分類.165.2 按故障的性質(zhì)分類.165.3 按故障的指示形式分類.175.4 按故障產(chǎn)生的原因分類.18第六章第六章 數(shù)控機(jī)床維修實例數(shù)控機(jī)床維修實例.19致謝致謝.20參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).21 1引言

4、引言數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的重要技術(shù)裝備，也是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)裝備，幾乎所有傳統(tǒng)機(jī)床都有了相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床以其高效、高精度以及高柔性的特點，在各行各業(yè)取得了越來越廣泛的應(yīng)用，在許多場合，它已成為企業(yè)保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和管理水平的關(guān)鍵設(shè)備之一。盡管數(shù)控系統(tǒng)的性能和品質(zhì)已有了極大的提高，從而保證了數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定性和可靠性，但是，數(shù)控機(jī)床是機(jī)、電、液、氣高度一體化的復(fù)雜機(jī)電設(shè)備，在使用中難免出現(xiàn)故障。通過科學(xué)的方法、行之有效的措施，迅速判別故障發(fā)生的原因，隨時解決出現(xiàn)的問題，既是保證數(shù)控機(jī)床安全、可靠運(yùn)行，提高設(shè)備使用率的關(guān)鍵所在，所以要求數(shù)控機(jī)床的維修

5、人員不但要有理論知識，而且要有快速發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力和豐富的實際經(jīng)驗。對此，企業(yè)急需掌握數(shù)控設(shè)備維修技術(shù)的技術(shù)人員。同時，數(shù)控設(shè)備的操作人員、維修技術(shù)人員也急切希望提高自己的技術(shù)水平，以適應(yīng)數(shù)控設(shè)備故障診斷和維修工作的需要。目前我國使用的數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，為了使維修技術(shù)人員能有針對性地掌握數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)故障診斷和維修的技術(shù)，該論文從從數(shù)控機(jī)床工作原理和結(jié)構(gòu)、數(shù)控機(jī)床維護(hù)、故障診斷方法及常見故障類型等入手闡明了數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與維修。由于本人水平有限，論文中難免有誤漏之處，期望提出批評、指正。 2第一章第一章 數(shù)控機(jī)床的加工原理與結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床的加工原理與結(jié)構(gòu)2.12.1 數(shù)控機(jī)床

6、的組成和工作原理數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理 數(shù)控機(jī)床的工作原理：數(shù)控機(jī)床由控制介質(zhì)、輸入輸出設(shè)備、計算機(jī)數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)及機(jī)床本體組成。數(shù)控機(jī)床工作原理圖：如下圖 1 數(shù)控機(jī)床原理圖 1. 控制介質(zhì)控制介質(zhì)又稱信息載體，是人與數(shù)控機(jī)床之間聯(lián)系的中間媒介物質(zhì)，反映了數(shù)控加工中的全部信息。常用的有 RAM,ROM,存儲卡等。 2. 輸入、輸出裝置是 CNC 系統(tǒng)與外部設(shè)備進(jìn)行交互的裝置。交互的信息通常是零件加工程序。即將編制好的記錄在控制介質(zhì)上的零件加工程序輸入 CNC 系統(tǒng)或?qū)⒄{(diào)試好了的零件加工程序通過輸出設(shè)備存放或記錄在相應(yīng)的控制介質(zhì)上。 3. 數(shù)控裝置CNC 裝置是數(shù)控機(jī)床實現(xiàn)自動加工的核心

7、，主要由計算機(jī)系統(tǒng)、位置控制板、PLC 接口板，通訊接口板、特殊功能模塊以及相應(yīng)的控制軟件等組成。作用：根據(jù)輸入的零件加工程序進(jìn)行相應(yīng)的處理（如運(yùn)動軌跡處理、機(jī)床輸入輸出處理等） ，然后輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件(伺服單元、驅(qū)動裝置和 PLC 等)，所有這些工作是由 CNC 裝置內(nèi)硬件和軟件協(xié)調(diào)配合，合理組織，使整個系統(tǒng)有條不紊地進(jìn)行工作的。 4. 伺服系統(tǒng)它是數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床本體之間的電傳動聯(lián)系環(huán)節(jié)，主要由伺服電動機(jī)、驅(qū)動控制系統(tǒng)以及位置檢測反饋裝置組成。伺服電機(jī)是系統(tǒng)的執(zhí)行元件，驅(qū) 3動控制系統(tǒng)則是伺服電機(jī)的動力源。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令信號與位置反饋信號比較后作為位移指令，再經(jīng)過驅(qū)動系統(tǒng)的功

8、率放大后，帶動機(jī)床移動部件作精確定位或按照規(guī)定的軌跡和進(jìn)給速度運(yùn)動，使機(jī)床加工出符合圖樣要求的零件。 5. 檢測反饋系統(tǒng)測量反饋系統(tǒng)由檢測元件和相應(yīng)的電路組成，其作用是檢測機(jī)床的實際位置、速度等信息，并將其反饋給數(shù)控裝置與指令信息進(jìn)行比較和校正，構(gòu)成系統(tǒng)的閉環(huán)控制。 6. 機(jī)床本體機(jī)床本體指的是數(shù)控機(jī)床機(jī)械機(jī)構(gòu)實體，包括床身、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。由于數(shù)控機(jī)床是高精度和高生產(chǎn)率的自動化機(jī)床，它與傳統(tǒng)的普通機(jī)床相比，應(yīng)具有更好的剛性和抗振性，相對運(yùn)動摩擦系數(shù)要小，傳動部件之間的間隙要小，而且傳動和變速系統(tǒng)要便于實現(xiàn)自動化控制。 2.22.2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)在數(shù)控機(jī)床發(fā)展的最

9、初階段，其機(jī)械結(jié)構(gòu)與通用機(jī)床相比沒有多大的變化，只是在自動變速、刀架和工作臺自動轉(zhuǎn)位和手柄操作等方面作些改變。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，考慮到它的控制方式和使用特點，才對機(jī)床的生產(chǎn)率、加工精度和壽命提出了更高的要求。數(shù)控機(jī)床的主體機(jī)構(gòu)有以下特點：1. 由于采用了高性能的無級變速主軸及伺服傳動系統(tǒng)，數(shù)控機(jī)床的極限傳動結(jié)構(gòu)大為簡化，傳動鏈也大大縮短；2. 為適應(yīng)連續(xù)的自動化加工和提高加工生產(chǎn)率，數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的靜、動態(tài)剛度和阻尼精度，以及較高的耐磨性，而且熱變形?。?. 為減小摩擦、消除傳動間隙和獲得更高的加工精度，更多地采用了高效傳動部件，如滾珠絲杠副和滾動導(dǎo)軌、消隙齒輪傳動副等； 4. 為

10、了改善勞動條件、減少輔助時間、改善操作性、提高勞動生產(chǎn)率，采用了刀具自動夾緊裝置、刀庫與自動換刀裝置及自動排屑裝置等輔助裝置。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的適用場合和機(jī)構(gòu)特點，對數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)因提出以下要求：1) 較高的機(jī)床靜、動剛度數(shù)控機(jī)床是按照數(shù)控編程或手動輸入數(shù)據(jù)方式提供的指令自動進(jìn)行加工的。由于機(jī)械結(jié)構(gòu)(如機(jī)床床身、導(dǎo)軌、工作臺、刀架和主軸箱等)的幾何精 4度與變形產(chǎn)生的定位誤差在加工過程中不能人為地調(diào)整與補(bǔ)償，因此，必須把各處機(jī)械結(jié)構(gòu)部件產(chǎn)生的彈性變形控制在最小限度內(nèi)，以保證所要求的加工精度與表面質(zhì)量。為了提高數(shù)控機(jī)床主軸的剛度，不但經(jīng)常采用三支撐結(jié)構(gòu)，而且選用鋼性很好的雙列短圓柱滾子軸承和角接觸向心

11、推力軸承鉸接出相信忒力軸承，以減小主軸的徑向和軸向變形。為了提高機(jī)床大件的剛度，采用封閉界面的床身，并采用液力平衡減少移動部件因位置變動造成的機(jī)床變形。為了提高機(jī)床各部件的接觸剛度，增加機(jī)床的承載能力，采用刮研的方法增加單位面積上的接觸點，并在結(jié)合面之間施加足夠大的預(yù)加載荷，以增加接觸面積。這些措施都能有效地提高接觸剛度。為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的高效加工能力，并能進(jìn)行穩(wěn)定切削，在保證靜態(tài)剛度的前提下，還必須提高動態(tài)剛度。常用的措施主要有提高系統(tǒng)的剛度、增加阻尼以及調(diào)整構(gòu)件的自振頻率等。試驗表明，提高阻尼系數(shù)是改善抗振性的有效方法。鋼板的焊接結(jié)構(gòu)既可以增加靜剛度、減輕結(jié)構(gòu)重量，又可以增加構(gòu)件本身的

12、阻尼。因此，近年來在數(shù)控機(jī)床上采用了鋼板焊接結(jié)構(gòu)的床身、立柱、橫梁和工作臺。封砂鑄件也有利于振動衰減，對提高抗振性也有較好的效果。 2) 減少機(jī)床的熱變形 在內(nèi)外熱源的影響下，機(jī)床各部件將發(fā)生不同程度的熱變形，使工件與刀具之間的相對運(yùn)動關(guān)系遭到破環(huán)，也是機(jī)床季度下降。對于數(shù)控機(jī)床來說，因為全部加工過程是計算的指令控制的，熱變形的影響就更為嚴(yán)重。為了減少熱變形，在數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)中通常采用以下措施:減少發(fā)熱。機(jī)床內(nèi)部發(fā)熱時產(chǎn)生熱變形的主要熱源，應(yīng)當(dāng)盡可能地將熱源從主機(jī)中分離出去；控制溫升。在采取了一系列減少熱源的措施后，熱變形的情況將有所改善。但要完全消除機(jī)床的內(nèi)外熱源通常是十分困難的，甚至是不可能

13、的。所以必須通過良好的散熱和冷卻來控制溫升，以減少熱源的影響。其中部較有效的方法是在機(jī)床的發(fā)熱部位強(qiáng)制冷卻，也可以在機(jī)床低溫部分通過加熱的方法，使機(jī)床各點的溫度趨于一致，這樣可以減少由于溫差造成的翹曲變形；改善機(jī)床機(jī)構(gòu)。在同樣發(fā)熱條件下，機(jī)床機(jī)構(gòu)對熱變形也有很大影響。如數(shù)控機(jī)床過去采用的單立柱機(jī)構(gòu)有可能被雙柱機(jī)構(gòu)所代替。由于左右對稱，雙立柱機(jī)構(gòu)受熱后的主軸線除產(chǎn)生垂直方向的平移外，其它方向的變形很小，而垂直方向的軸線移動可以方便地用一個坐標(biāo)的修正量進(jìn)行補(bǔ)償。對于數(shù)控車床的主軸箱， 5應(yīng)盡量使主軸的熱變形發(fā)生在刀具切入的垂直方向上。這就可以使主軸熱變形對加工直徑的影響降低到最小限度。在結(jié)構(gòu)上還應(yīng)

14、盡可能減小主軸中心與主軸向地面的距離，以減少熱變形的總量，同時應(yīng)使主軸箱的前后溫升一致，避免主軸變形后出現(xiàn)傾斜。 數(shù)控機(jī)床中的滾珠絲杠常在預(yù)計載荷大、轉(zhuǎn)速高以及散熱差的條件下工作，因此絲杠容易發(fā)熱。滾珠絲杠熱生產(chǎn)造成的后果是嚴(yán)重的，尤其是在開環(huán)系統(tǒng)中，它會使進(jìn)給系統(tǒng)喪失定位精度。目前某些機(jī)床用預(yù)拉的方法減少絲杠的熱變形。對于采取了上述措施仍不能消除的熱變形，可以根據(jù)測量結(jié)果由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出補(bǔ)償脈沖加以修正。3）減少運(yùn)動間的摩擦和消除傳動間隙數(shù)控機(jī)床工作臺(或拖板)的位移量十一脈中當(dāng)量為最小單位的，通常又要求能以基地的速度運(yùn)動。為了使工作臺能對數(shù)控裝置的指令作出準(zhǔn)確響應(yīng)，就必須采取相應(yīng)的措施。目前

15、常用的滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌在摩擦阻尼特性方面存在著明顯的差別。在進(jìn)給系統(tǒng)中用滾珠絲杠代替滑動絲杠也可以收到同樣的效果。目前，數(shù)控機(jī)床幾乎無一例外地采用滾珠絲杠傳動。數(shù)控機(jī)床(尤其是開環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床)的加工精度在很大程度上取決于進(jìn)給傳動鏈的精度。除了減少傳動齒輪和滾珠絲杠的加工誤差之外，另一個重要措施是采用無間隙傳動副。對于滾珠絲杠螺距的累積誤差，通常采用脈沖補(bǔ)償裝置進(jìn)行螺距補(bǔ)償。4）提高機(jī)床的壽命和精度保持性為了提高機(jī)床的壽命和精度保持性，在設(shè)計時應(yīng)充分考慮數(shù)控機(jī)場零部件的耐磨性，尤其是機(jī)床導(dǎo)軌、進(jìn)給伺港機(jī)主軸部件等影響進(jìn)度的主要零件的耐磨性。在使用過程中，應(yīng)保證數(shù)控機(jī)床各部件潤滑良

16、好。5）減少輔助時間和改善操作性能在數(shù)控機(jī)床的單件加工中，輔助時間(非切屑時間)占有較大的比重。要進(jìn)一步提高機(jī)床的生產(chǎn)率，就必須采取促使最大限度地壓縮輔助時間。目前已經(jīng)有很多數(shù)控機(jī)床采用了多主軸、多刀架、以及帶刀庫的自動換刀裝置等，以減少換刀時間。對于切屑用量加大的數(shù)控機(jī)床，床身機(jī)構(gòu)必須有利于排屑。 6第二章第二章 數(shù)控機(jī)床的維護(hù)數(shù)控機(jī)床的維護(hù)對于數(shù)控機(jī)床來說，合理的日常維護(hù)措施，可以有效的預(yù)防和降低數(shù)控機(jī)床的故障發(fā)生機(jī)率。 首先，針對每一臺機(jī)床的具體性能和加工對象制定操作規(guī)程建立工作、故障、維修檔案是很重要的。包括保養(yǎng)內(nèi)容以及功能器件和元件的保養(yǎng)周期。其次,數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的核

17、心。每臺機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)在運(yùn)行一定時間后，某些元器件難免出現(xiàn)一些損壞或者故障。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的核心。每臺機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)在運(yùn)行一定時間后，某些元器件難免出現(xiàn)一些損壞或者故障。為了盡可能地延長元器件的使用壽命，防止各種故障，特別是惡性事故的發(fā)生，就必須對對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行日常的維護(hù)與保養(yǎng)。主要包括：數(shù)控系統(tǒng)的使用檢查和數(shù)控系統(tǒng)的日常維護(hù)。CNC 系統(tǒng)的日常維護(hù)主要包括以下幾方面：1）嚴(yán)格制訂并且執(zhí)行 CNC 系統(tǒng)的日常維護(hù)的規(guī)章制度根據(jù)不同數(shù)控機(jī)床的性能特點，嚴(yán)格制訂其 CNC 系統(tǒng)的日常維護(hù)的規(guī)章制度，并且在使用和操作中要嚴(yán)格執(zhí)行。2) 應(yīng)盡量少開數(shù)控柜門和強(qiáng)電柜的門因為，在機(jī)械加工車間的

18、空氣中往往含有油霧、塵埃，它們一旦落入數(shù)控系統(tǒng)的印刷線路板或者電氣元件上，則易引起元器件的絕緣電阻下降，甚至導(dǎo)致線路板或者電氣元件的損壞。所以，在工作中應(yīng)盡量少開數(shù)控柜門和強(qiáng)電柜的門。3) 定時清理數(shù)控裝置的散熱通風(fēng)系統(tǒng)，以防止數(shù)控裝置過熱散熱通風(fēng)系統(tǒng)是防止數(shù)控裝置過熱的重要裝置。為此，應(yīng)每天檢查數(shù)控柜上各個冷卻風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，每半年或者一季度檢查一次風(fēng)道過濾器是否有堵塞現(xiàn)象，如果有則應(yīng)及時清理。4）注意 CNC 系統(tǒng)的輸入/輸出裝置的定期維護(hù)例如 CNC 系統(tǒng)的輸入裝置中磁頭的清洗。5）定期檢查和更換直流電機(jī)電刷在 20 世紀(jì) 80 年代生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床，大多數(shù)采用直流伺服電機(jī)，這就存在電刷

19、的磨損問題，為此對于直流伺服電機(jī)需要定期檢查和更換直流電機(jī)電刷。6）經(jīng)常監(jiān)視 CNC 裝置用的電網(wǎng)電壓 7CNC 系統(tǒng)對工作電網(wǎng)電壓有嚴(yán)格的要求。例如 FANUC 公司生產(chǎn)的 CNC 系統(tǒng)，允許電網(wǎng)電壓在額定值的 85110的范圍內(nèi)波動，否則會造成 CNC系統(tǒng)不能正常工作，甚至?xí)?CNC 系統(tǒng)內(nèi)部電子元件的損壞。為此要經(jīng)常檢測電網(wǎng)電壓，并控制在定額值的15+10內(nèi)。7）存儲器用電池的定期檢查和更換通常，CNC 系統(tǒng)中部分 CMOS 存儲器中的存儲內(nèi)容在斷電時靠電池供電保持。一般采用鋰電池或者可充電的鎳鎘電池。當(dāng)電池電壓下降到一定值時，就會造成數(shù)據(jù)丟失，因此要定期檢查電池電壓。當(dāng)電池電壓下降

20、到限定值或者出現(xiàn)電池電壓報警時，就要及時更換電池。更換電池時一般要在 CNC 系統(tǒng)通電狀態(tài)下進(jìn)行，這才不會造成存儲參數(shù)丟失。一旦數(shù)據(jù)丟失，在調(diào)換電池后，可重新就參數(shù)輸入。8）CNC 系統(tǒng)長期不用時的維護(hù)當(dāng)數(shù)控機(jī)床長期閑置不用時，也要定期對 CNC 系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。在機(jī)床未通電時，用備份電池給芯片供電，保持?jǐn)?shù)據(jù)不變。機(jī)床上電池在電壓過低時，通常會在顯示屏幕上給出報警提示。在長期不使用時，要經(jīng)常通電檢查是否有報警提示，并及時更換備份電池。經(jīng)常通電可以防止電器元件受潮或印制板受潮短路或斷路等長期不用的機(jī)床，每周至少通電兩次以上。具體做法是：首先，應(yīng)經(jīng)常給 CNC 系統(tǒng)通電，在機(jī)床鎖住不動的情況下，

21、讓機(jī)床空運(yùn)行。其次，在空氣濕度較大的梅雨季節(jié)，應(yīng)天天給 CNC 系統(tǒng)通電，這樣可利用電器元件本身的發(fā)熱來驅(qū)走數(shù)控柜內(nèi)的潮氣，以保證電器元件的性能穩(wěn)定可靠。生產(chǎn)實踐證明，如果長期不用的數(shù)控機(jī)床，過了梅雨天后則往往一開機(jī)就容易發(fā)生故障。此外，對于采用直流伺服電動機(jī)的數(shù)控機(jī)床，如果閑置半年以上不用，則應(yīng)將電動機(jī)的電刷取出來，以避免由于化學(xué)腐蝕作用而導(dǎo)致?lián)Q向器表面的腐蝕，確保換向性能。9）備用印刷線路板的維護(hù)對于已購置的備用印刷線路板應(yīng)定期裝到 CNC 裝置上通電運(yùn)行一段時間，以防損壞。10）CNC 發(fā)生故障時的處理一旦 CNC 系統(tǒng)發(fā)生故障，操作人員應(yīng)采取急停措施，停止系統(tǒng)運(yùn)行，并且保護(hù)好現(xiàn)場。并且

22、協(xié)助維修人員做好維修前期的準(zhǔn)備工作。 8第三章第三章 數(shù)控機(jī)床維修數(shù)控機(jī)床維修基本要求基本要求3.13.1 維修人員素質(zhì)維修人員素質(zhì)維修人員的素質(zhì)直接決定了維修效率和效果為了迅速、準(zhǔn)確判斷故障原因，并進(jìn)行及時、有效的處理，恢復(fù)機(jī)床的動作、功能和精度作為數(shù)控機(jī)床的維修人員應(yīng)具備以下方面的基本條件。 具有較廣的知識面 由于數(shù)控機(jī)床通常是集機(jī)械、電氣、液壓、氣動等干一體的加工設(shè)備，組成機(jī)床的各部分之間具有密切的聯(lián)系，其中任何一部分發(fā)生故障均會影響其他部分的正常工作。數(shù)控機(jī)床維修的第一步是要根據(jù)故障現(xiàn)象，盡快判別故障的真正原因與故障部位，這一點即是維修人員必須具備的素質(zhì)，但同時又對維修人員提出了很高的

23、要求，它要求數(shù)控機(jī)床維修人員不僅僅要掌握機(jī)械、電氣兩個專業(yè)的基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)理論，而且還應(yīng)該熟悉機(jī)床的結(jié)構(gòu)與設(shè)計思想，熟悉數(shù)控機(jī)床的性能，只有這樣，才能迅速找出故障原因，判斷故障所在，此外，維修對為了對某些電路與零件進(jìn)行現(xiàn)場測繪，作為維修人員還應(yīng)當(dāng)具備一定的工程制圖能力。 善于思考 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各部分之間的聯(lián)系緊密。故障涉及面廣。而且在有些場合故障所反映出的現(xiàn)象不一定是產(chǎn)生故障的根本原因。作為維修人員必須從機(jī)床的故障現(xiàn)象通過分析故障產(chǎn)生的過程，針對各種可能產(chǎn)生的原因由表及里，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，迅速找出發(fā)生故障的根本原因井予以排除。通俗地講，數(shù)控機(jī)床的維修人員從某種意義上說應(yīng)“多動腦，慎動手

24、 , ，切忌草率下結(jié)論，自月更換元器件特別是數(shù)控系統(tǒng)的模塊以及印刷電路板 重視急結(jié)積累 數(shù)控機(jī)床的維修速度在很大程度上要依靠平時經(jīng)驗的積累，維修人員遇到過的問題、解決過的戰(zhàn)障越多，其維修經(jīng)驗也就越豐富。數(shù)控機(jī)床雖然種類繁多，系統(tǒng)各異，但其基本的工作過程與原理卻是和同的。因此，維修人員在解決了某故障以后，應(yīng)對維修過程及處理方法進(jìn)行及時總結(jié)、歸納形成書面記錄，以供今后同類故障維修參考。特別是對十自己時難以解決，最終由同行技術(shù)人員或?qū)＜揖S修解決的問題，尤其應(yīng)該細(xì)心觀察，認(rèn)真記錄，以便十提高。如此日積月累，以達(dá)到提高自身水平與素質(zhì)的目的。 善于學(xué)習(xí) 作為數(shù)控機(jī)床維修人員不僅要注重分析與積累，還應(yīng)當(dāng)勤于

25、學(xué)習(xí)，善于學(xué)習(xí)。數(shù)控機(jī)床，尤其是數(shù)控系統(tǒng)，其說明書內(nèi)容通常都較多， 9有操作、編程、連接、安裝調(diào)試、維修手冊、功能說明、PLC 編程等。這些手冊、盜料少則數(shù)十萬字多到上千萬字，要全面掌握系紋的全部內(nèi)容絕非一日之功而民在實際維修時，通常也不可能有太多的時間對說明書進(jìn)行全面、系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。因此，作為維修人員要像了解機(jī)床、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)那樣全面了解系統(tǒng)說明書的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、范圍并根據(jù)實際需要，精讀某些與維修有關(guān)的重點章節(jié)，理清思路、把握重點、詳略得當(dāng)切忌大海撈針、無從下手。 具備外語基礎(chǔ)與專業(yè)外語基礎(chǔ) 雖然目前國內(nèi)生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的廠家已經(jīng)日益增多，但數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部分 數(shù)控系統(tǒng)還主要依靠進(jìn)口，其配套的說明書、

26、資料往往使用原文資料數(shù)控系統(tǒng)的報警文本顯示亦以外文居多。為了能迅速根據(jù)系統(tǒng)的提示與機(jī)床說明書中所提供信息，確認(rèn)故障原因，加快維修進(jìn)程，作為一個維修人員，最好能具備專業(yè)外語的閱讀能力，提高外語水平，以便分析、處理問題。 能熟練操作機(jī)床和使用維修儀器數(shù)控機(jī)床的維修離不開實際操作，特別是在維修過程中維修人員通常要進(jìn)入一般操作者無法進(jìn)行的特殊操作方式如：進(jìn)行機(jī)床參數(shù)的設(shè)定與調(diào)整通過計算機(jī)以及軟件聯(lián)機(jī)調(diào)試?yán)?PLC 編程器監(jiān)控等。此外，為了分析判斷故障原因維修過程中往往還需要編制相應(yīng)的加工程序，對機(jī)床進(jìn)行必要的運(yùn)行試驗與工件的試切削。因此，從某種意義上說，一個高水平的維修人員，其操作機(jī)床的水平應(yīng)比操作

27、人員更高，運(yùn)用編程指令的能力應(yīng)比編程人員更強(qiáng)。 具有較強(qiáng)的動手能力 動手是維修人員必須具備的素質(zhì)。但是，對于維修數(shù)控機(jī)床這樣約精密、關(guān)鍵設(shè)備，動手必須有明確的目的、完整的思路、細(xì)致的操作。動手前應(yīng)仔細(xì)思考、觀察，找準(zhǔn)入手點動手過程中更要做好記錄，尤其是對于電氣元件的安裝位置、導(dǎo)線號、機(jī)床參數(shù)、調(diào)整值等都必須做好明顯的標(biāo)記，以便恢復(fù)。維修完成后，應(yīng)做好“收尾“工作，如：將機(jī)床、系統(tǒng)的罩殼、緊固件安裝到位；將電線、電纜整理整齊等。在系統(tǒng)維修時應(yīng)特別注意：數(shù)控系統(tǒng)中的某些模決是需要電池保持參教的，對于這些板于和模塊切忌隨使插拔；更不可以在不了解元器件作用的情況下隨意調(diào)換數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動等部件中的器

28、件、設(shè)定端子：任意調(diào)整電位器位 位置 ，任意改變參數(shù)：以避免產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果。3.23.2 技術(shù)資料要求技術(shù)資料要求 10 技術(shù)資料是維修的指南，它在維修工作中起著至關(guān)重要的作用借助于技術(shù)資料可以大大提高維修工作的效率與維修的準(zhǔn)確勝。一般來說，對于重大的數(shù)控機(jī)床故障維修在理想狀態(tài)下，應(yīng)具備以下技術(shù)資料：1.數(shù)控機(jī)床使用說明書 它是由機(jī)床生產(chǎn)廠家編制井隨機(jī)床提供的隨機(jī)資料。機(jī)床使用說明書通常包括以 F 與維修有關(guān)的內(nèi)容1）機(jī)床的操作過程和步驟2）機(jī)床主要機(jī)械傳動系統(tǒng)及主要部件的結(jié)構(gòu)原理示意圖。3）機(jī)床的液壓、氣動、潤滑系統(tǒng)圖4）機(jī)床安裝和調(diào)整的方法與步驟5）機(jī)床電氣控制原理圖6）機(jī)床使用的特殊功

29、能及其說明等。2.數(shù)控系統(tǒng)的操作、編程說明書（或使用手冊） ，它是由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家編制的數(shù)控系統(tǒng)使用手冊，通常包括以 F 內(nèi)容：1)數(shù)控系統(tǒng)的面板說明2)數(shù)控系統(tǒng)的具體操作步驟（包括手動，自動、試運(yùn)行等方式的操作步驟以及程序、參數(shù)等的輸入、編輯、設(shè)置和顯示方法） 。3)加工程序以及輸入格式，程序的編制方法，各指令的基本格式以及所代表的意義等在部分系統(tǒng)中它還可能包括系統(tǒng)調(diào)試、維修用的大量信息，如：“機(jī)床參數(shù)“的說明、報警的顯不及處理方法、以及系統(tǒng)的連接圖等。它是維修數(shù)控系統(tǒng)與操作機(jī)床中必須參考的技術(shù)資料之一。 PLC 程序清單 它是機(jī)床廠根據(jù)機(jī)床的具體控制要求設(shè)計、編制的機(jī)床控制軟件，PLC

30、程序中包含了機(jī)床動作的執(zhí)行過程，以及執(zhí)行動作所需的條件，它表明了指令信號、檢測元件與執(zhí)行元件之間的全部邏輯關(guān)系。借助 PLC 程序，維修人員可以迅速找到故障原因，它是數(shù)控機(jī)床維修過程中使用最多、最重要的資料在某些系統(tǒng)（如 FANUC 系統(tǒng)、SIEMENS802D 等）中，利用數(shù)控系統(tǒng)的顯示器可以直接對 PLC 程序進(jìn)行動態(tài)檢測和觀察，它為維修提供了極大的便利，因此，在維修中定要熟練掌握這方面的操作和使用技能 機(jī)床參數(shù)清單 它是由機(jī)床生產(chǎn)廠根據(jù)機(jī)床的實際情況，對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行的設(shè)置與調(diào)整。機(jī)床參數(shù)是系統(tǒng)與機(jī)床之間的“橋梁” ，它不僅直接決定 11了系統(tǒng)的配置和功能，而且也關(guān)系到機(jī)床的動、靜態(tài)性能和

31、精度因此也是維修機(jī)床的重要依據(jù)與參考。在維修時，應(yīng)隨時參考系統(tǒng)“機(jī)床參數(shù)”的設(shè)置清況來調(diào)整、維修機(jī)床；特別是在更換數(shù)控系統(tǒng)模塊時一定要記錄機(jī)床的原始設(shè)置參數(shù)，以便機(jī)床功能的恢復(fù)。 數(shù)控系統(tǒng)的連接說明、功能說明 該資料由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家編制通常只提供給機(jī)床生產(chǎn)廠家作為設(shè)針資料。維修人員可以從機(jī)床生產(chǎn)廠家或系統(tǒng)生產(chǎn)、銷售部門獲得。系統(tǒng)的連接說明、功能說明書不僅包含了比電氣原理圖更為詳細(xì)的系統(tǒng)各部分之間連接要求與說明，而且還包括了原理圈中未反映的信號功能描述，是維修數(shù)控系統(tǒng)，尤其是檢查電氣接線的重要參考資料。 伺服驅(qū)動系統(tǒng)、主軸驅(qū)動系統(tǒng)的使用說明書 它是伺服系統(tǒng)及主軸驅(qū)動系統(tǒng)的原理與連接說明書，主要

32、包括伺服、主軸的狀態(tài)顯示與報警顯示、驅(qū)動器的調(diào)試、設(shè)定要點，信號、電壓、電流的測試點，驅(qū)動器設(shè)置的參數(shù)及意義等方面的內(nèi)容，可供伺服驅(qū)動系統(tǒng)、主軸驅(qū)動系統(tǒng)維修參考。 PLC 使用與編程說明 它是機(jī)床中所使用的外置或內(nèi)置式 PLC 的使用、編程說明書。通過 PLC 的說明書，維修人員可以通過 PLC 的功能與指令說明分析、理解 PLC 程序并由此詳細(xì)了解、分析機(jī)床的動作過程、動作條件、動作順岸以及各信號之間的邏輯關(guān)系，必要時還可以對 PLC 程序進(jìn)行部分修改。 機(jī)床主要配套功能部件的說明書與資料 在數(shù)控機(jī)床上往往會使用較多功能部件如數(shù)控轉(zhuǎn)臺、自動換刀裝置、潤滑與冷卻系紐排屑器等。這些功能部件，其生

33、產(chǎn)廠家一般都提供了較完整的使用說明書，機(jī)床生產(chǎn)廠家應(yīng)將其提供給用戶，以硬功能部件發(fā)生故障時進(jìn)行參考。以上都是在理想情況下應(yīng)其備的技術(shù)資料，但是實際維修時往往難以做到這一點。因此在必要時，維修人員應(yīng)通過現(xiàn)場測繪、平時積累等方法完普、整理有關(guān)技術(shù)資料。3.33.3 數(shù)控機(jī)床維修原則數(shù)控機(jī)床維修原則數(shù)控機(jī)床分析故障原因時，在以往的維修工作中，人們習(xí)慣于把查找故障和可靠性。要按照根據(jù)現(xiàn)有條件使用成熟技術(shù)或結(jié)構(gòu)的原則，注意符合國家有關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)，不要出現(xiàn)新的不可靠環(huán)節(jié)，產(chǎn)生新的故障源。同時做為維修人員要做好維修記錄，為今后機(jī)床維修工作打下良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)數(shù)控機(jī)床故障維修診斷原則： 12（1）先外部后內(nèi)部 數(shù)

34、控機(jī)床是集機(jī)械、液壓、電氣為一體的機(jī)床，故其故障的發(fā)生也會由這三者綜合反映出來。維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進(jìn)行排查，盡量避免隨意地啟封、拆卸，否則會擴(kuò)大故障，使機(jī)床大傷元?dú)猓瑔适Ь?，降低性能?（2）先機(jī)械后電氣一般來說，機(jī)械故障較易發(fā)覺，而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷則難度較大些。在故障檢修之前，首先注意排除機(jī)械性的故障，往往可達(dá)到事半功倍的效果。 （3）先靜后動先在機(jī)床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)，通過了解、觀察測試、分析確認(rèn)為非破壞性故障后，方可給機(jī)床通電。在運(yùn)行工況下，進(jìn)行動態(tài)的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對破壞性故障，必須先排除危險后，方可通電。 （4）先簡單后復(fù)雜當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織掩蓋，一時無從下手

35、時，應(yīng)先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡單問題解決后，難度大的問題也可能變得容易。 13第四章第四章 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法4.14.1 直觀檢查法直觀檢查法直觀檢查法它是維修人員最先使用的方法。在故障診斷時，首先要詢問，向故障現(xiàn)場人員仔細(xì)詢問故障產(chǎn)生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個分析、判斷過程中可能要多次詢問；其次是仔細(xì)檢查，根據(jù)故障診斷原則由外向內(nèi)逐一進(jìn)行觀察檢查?？傮w查看機(jī)床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)(例如各坐標(biāo)軸位置、主軸狀態(tài)、刀庫、機(jī)械手位置等)，各電控裝置(如數(shù)控系統(tǒng)、溫控裝置、潤滑裝置等)有無報警指示，局部特別要注意觀察電路板的元器件

36、及線路是否有燒傷、裂痕等現(xiàn)象、電路板上是否有短路、斷路，芯片接觸不良等現(xiàn)象，對于已維修過的電路板，更要注意有無缺件、錯件及斷線等情況；再次是觸摸，在整機(jī)斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、 各功率及信號導(dǎo)線(如伺服與電機(jī)接觸器接線)的聯(lián)接狀況等來發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)故障的原因。4.24.2 儀器檢查法儀器檢查法 儀器檢查法使用常規(guī)電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關(guān)直流及脈沖信號等進(jìn)行測量，從中找尋可能的故障。例如：用萬用表檢查各電源情況，以及對某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號狀態(tài)測量點的測量，用示波器觀察相關(guān)的脈動信號的幅值、相位甚至有、無，用 PLC 編程器查找 PLC

37、 程序中的故障部位及原因等等。 4.34.3 功能程序測試法功能程序測試法 功能程序測試法是將數(shù)控系統(tǒng)的 G、M、S、T、F 功能用編程法編成一個功能試驗程序，并存儲在相應(yīng)的介質(zhì)上。在故障診斷時運(yùn)行這個程序，可快速判定故障發(fā)生的可能起因。功能程序測試法常應(yīng)用于以下場合：1）機(jī)床加工造成廢品而一時無法確定是編程操作不當(dāng)、還是由于數(shù)控系統(tǒng)故障引起的。 2）數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機(jī)性故障。一時難以區(qū)別是外來干擾，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性差時。 3）閑置時間較長的數(shù)控機(jī)床在投入使用前或?qū)?shù)控機(jī)床進(jìn)行定期檢修時。 4.44.4 信號與報警指示分析法信號與報警指示分析法1）硬件報警指示這是指包括伺服系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)在內(nèi)的各電

38、子、電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法。 142）軟件報警指示如前所述的系統(tǒng)軟件、PLC 程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報警顯示，依據(jù)顯示的報警號對照相應(yīng)的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。 4.54.5 接口狀態(tài)檢查法接口狀態(tài)檢查法現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)多將 PLC 集成于其中，而 CNC 與 PLC 之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關(guān)的，這些接口信號有的可以在相應(yīng)的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過簡單操作在 CRT 屏幕上顯示，而所有的接口信號都可以用 PLC

39、編程器調(diào)出。這種檢查方法要求維修人員既要熟悉本機(jī)床的接口信號，又要熟悉 PLC 編程器的應(yīng)用。4.64.6 參數(shù)檢查法參數(shù)檢查法 數(shù)控系統(tǒng)、PLC 及伺服驅(qū)動系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同機(jī)床、不同工作狀態(tài)的要求。這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體機(jī)床相匹配，而且更是使機(jī)床各項功能達(dá)到最佳化所必需的。因此，任何參數(shù)的變化(尤其是模擬量參數(shù))甚至丟失都是不允許的；而隨機(jī)床的長期運(yùn)行所引起的機(jī)械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài)。此類故障需要重新調(diào)整相關(guān)的一個或多個參數(shù)方可排除。這種方法對維修人員的要求是很高的，不僅要對具體系統(tǒng)主要參數(shù)十分了解，既知曉其地址熟悉其作用，而且要有較

40、豐富的電氣調(diào)試經(jīng)驗。 4.74.7 試探交換法試探交換法試探交換法即在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印刷電路板、集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。采用此法之前應(yīng)注意以下幾點： 1）更換任何備件都必須在斷電情況下進(jìn)行。 2）許多印制電路板上都有一些開關(guān)或短路棒的設(shè)定以匹配實際需要，因此在更換備件板上一定要記錄下原有的開關(guān)位置和設(shè)定狀態(tài)，并將新板作好同樣的設(shè)定，否則會產(chǎn)生報警而不能工作。 3）某些印制電路板的更換還需在更換后進(jìn)行某些特定操作以完成其中軟件與參數(shù)的建立。這一點需要仔細(xì)閱讀相應(yīng)電路板的使用說明。 4）有些印制電路板是不能

41、輕易拔出的，例如含有工作存儲器的板，或者備用電池板，它會丟失有用的參數(shù)或者程序。必須更換時也必須遵照有關(guān)說明操作。 15鑒于以上條件，在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細(xì)閱讀相關(guān)資料，弄懂要求和操作步驟 之后再動手，以免造成更大的故障。4.84.8 測量比較法測量比較法CNC 系統(tǒng)生產(chǎn)廠在設(shè)計印刷線路板時，為了調(diào)整和維修方便，在印刷線路板上設(shè)計了一些檢測量端子。維修人員通過檢測這些測量端子的電壓或波形，可檢查有關(guān)電路的工作狀態(tài)是否正常。但利用檢測端子進(jìn)行測量之前，應(yīng)先熟悉這些檢測端子的作用及有關(guān)部分的電路或邏輯關(guān)系。4.94.9 診斷備件替換法診斷備件替換法隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，電路的集成規(guī)模越來

42、越大技術(shù)也越來越復(fù)雜，按常規(guī)方法，很難把故障定位到一個很小的區(qū)域，而一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，為了縮短停機(jī)時間，在沒有診斷備件的情況下可以采用相同或相容的模塊對故障模塊進(jìn)行替換檢查，對于現(xiàn)代數(shù)控的維修，越來越多的情況采用這種方法進(jìn)行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統(tǒng)正常工作，盡最大可能縮短故障停機(jī)時間。4.104.10 特殊處理法特殊處理法 當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)已進(jìn)入 PC 級、開放化的發(fā)展階段，其中軟件含量越來越豐富，有系統(tǒng)軟件、機(jī)床制造者軟件、甚至還有使用自己的軟件，由于軟件邏輯的設(shè)計中不可避免的一些問題，會使得有些故障狀態(tài)無從分析，例如死機(jī)現(xiàn)象。對于這種故障現(xiàn)象則可以采取特殊手段來處理，比如整機(jī)斷電

43、，稍作停頓后再開機(jī)，有時則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長期實踐中摸索其規(guī)律. 16第五章第五章 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床常見故障及其分類常見故障及其分類5.15.1 按故障發(fā)生的部位分類按故障發(fā)生的部位分類1.主機(jī)故障 數(shù)控機(jī)床的主機(jī)通常指組成數(shù)控機(jī)床的機(jī)械、潤滑、冷卻、排屑、液壓、氣動與防護(hù)等部分。主機(jī)常見的故障主要有： 1)因機(jī)械部件安裝、調(diào)試、操作使用不當(dāng)?shù)仍蛞鸬臋C(jī)械傳動故障 2)因?qū)к?、主軸等運(yùn)動部件的干涉、摩擦過大等原因引起的故障 3)因機(jī)械零件的損壞、聯(lián)結(jié)不良等原因引起的故障，等等。主機(jī)故障主要表現(xiàn)為傳動噪聲大、加工精度差、運(yùn)行阻力大、機(jī)械部件動作不進(jìn)行、機(jī)械部件損壞等等。潤滑

44、不良、液壓、氣動系統(tǒng)的管路堵塞和密封不良，是主機(jī)發(fā)生故障的常見原因。數(shù)控機(jī)床的定期維護(hù)、保養(yǎng)控制和根除“三漏”現(xiàn)象發(fā)生是減少主機(jī)部分故障的重要措施。2.電氣控制系統(tǒng)故障 從所使用的元器件類型上。根據(jù)通常習(xí)慣，電氣控制系統(tǒng)故障通常分為“弱電”故障和“強(qiáng)電”故障兩大類，“弱電”部分是指控制系統(tǒng)中以電子元器件、集成電路為主的控制部分。數(shù)控機(jī)床的弱電部分包括 CNC、PLC、MDI/C RT 以及伺服驅(qū)動單元、輸為輸出單元等。“弱電”故障又有硬件故障與軟件故障之分硬件故障是指上述各部分的集成電路芯片、分立電子元件、接插件以及外部連接組件等發(fā)生的故障。軟件故障是指在硬件正常情況下所出現(xiàn)的動作出鍺、數(shù)據(jù)丟

45、失等故障，常見的有加工程序出錯，系統(tǒng)程序和參數(shù)的改變或丟失，計算機(jī)運(yùn)算出錯等。“強(qiáng)電”部分是指控制系統(tǒng)中的主回路或高壓、大功率回路中的繼電器、接觸器、開關(guān)、熔斷器、電源變壓器、電動機(jī)、電磁鐵、行程開關(guān)等電氣元器件及其所組成的控制電路。這部分的故障雖然維修、診斷較為方便，但由于它處于高壓、大電流工作狀態(tài)，發(fā)生故障的幾率要高于“弱電”部分必須引起維修人員的足夠的重視。5.25.2 按故障的性質(zhì)分類按故障的性質(zhì)分類1.確定性故障 確定性故障是指控制系統(tǒng)主機(jī)中的硬件損壞或只要滿足一定的條件，數(shù)控機(jī)床必然會發(fā)生的故障。這一類故障現(xiàn)象在數(shù)控機(jī)床上最為常見，但由于它具有一定的規(guī)律，因此也給維修帶來了方便確定

46、性故障具有不可恢復(fù)性，故障一旦發(fā)生，如不對其進(jìn)行維修處理，機(jī)床不會自動恢復(fù)正常但只要找出發(fā)生故障的根本原因，維修完成后機(jī)床 17立即可以恢復(fù)正常。正確的使用與精心維護(hù)是杜絕或避免故障發(fā)生的重要措施。2.隨機(jī)性故障 隨機(jī)性故障是指數(shù)控機(jī)床在工作過程中偶然發(fā)生的故障此類故障的發(fā)生原因較隱蔽，很難找出其規(guī)律性，故常稱之為“軟故障”，隨機(jī)性故障的原因分析與故障診斷比較困難，一般而言，故障的發(fā)生往往與部件的安裝質(zhì)量、參數(shù)的設(shè)定、元器件的品質(zhì)、軟件設(shè)計不完善、工作環(huán)境的影響等諸多因素有關(guān)。隨機(jī)性故障有可恢復(fù)性，故障發(fā)生后，通過重新開機(jī)等措施，機(jī)床通常可恢復(fù)正常，但在運(yùn)行過程中，又可能發(fā)生同樣的故障。加強(qiáng)數(shù)

47、控系統(tǒng)的維護(hù)檢查，確保電氣箱的密封，可靠的安裝、連接，正確的接地和屏蔽是減少、避免此類故障發(fā)生的重要措施。5.35.3 按故障的指示形式分類按故障的指示形式分類1.有報帶顯示的故障 數(shù)控機(jī)床的故障顯示可分為指示燈顯示與顯示器顯示兩種情況：1）指示燈顯示報警 指示燈顯示報警是指通過控制系統(tǒng)各單元上的狀態(tài)指示燈（一般由 LED 發(fā)光管或小型指示燈組成）顯示的報警根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的狀態(tài)指示燈，即使在顯示器故障時，仍可大致分析判斷出故障發(fā)生的部位與性質(zhì)，因此在維修、排除故障過程中應(yīng)認(rèn)真檢杳這些狀態(tài)指示燈的狀態(tài)。2）顯示器顯示報警顯示器顯示報警是指可以通過 CNC 顯示器顯示出報警號和報警信息的報警。由于數(shù)

48、控系統(tǒng)一般都具有較強(qiáng)的自診斷功能，如果系統(tǒng)的診斷軟件以及顯示電路工作正常，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以在顯示器上以報警號及文本的形式顯示故障信息。數(shù)控系統(tǒng)能進(jìn)行顯示的報警少則幾十種，多則上千種，它是故障診斷的重要信息。在顯示器顯示報警中，又可分為 NC 的報警和 PLC 的報等兩類。前者為數(shù)控生產(chǎn)廠家設(shè)置的故降顯示它可對照系統(tǒng)的“維修手冊”，來確定可能產(chǎn)生該故障的原因。后者是由數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家設(shè)置的 PLC 報警信息文本，屬于機(jī)床側(cè)的故降顯示。它可對照機(jī)床生產(chǎn)廠家所提供的“機(jī)床維修手冊”中的有關(guān)內(nèi)容確定故障所產(chǎn)生的原因。2.無報警顯示的故障 這類故障發(fā)生時機(jī)床與系統(tǒng)均無報警顯示，其分析診斷難度通常較

49、大需要通過仔細(xì)、認(rèn)真的分析判斷才能予以確認(rèn)。特別 18是對于一些早期的數(shù)控系統(tǒng)，由于系統(tǒng)本身的診斷功能不強(qiáng)，或無 PLC 報警信息文本，出現(xiàn)無報警顯示的故障情祝則更多對于無報警顯示故障，通常要具體情況具體分析，根據(jù)故障發(fā)生前后的變化進(jìn)行分析判斷，原理分析法與 PLC 程序分析法是解決無報警顯示故障的主要方法5.45.4 按故障產(chǎn)生的原因分類按故障產(chǎn)生的原因分類1.數(shù)控機(jī)床自身故障 這類故障的發(fā)生是由于數(shù)控機(jī)床自身的原因所引起的，與外部使用環(huán)境條件無關(guān)數(shù)控機(jī)床所發(fā)生的極大多數(shù)故障均屬此類故障。2.數(shù)控機(jī)床外部故障 這類故障是由于外部原因所造成的。供電電壓過低、過高，波動過大：電源相序不正確或三相

50、輸入電壓的不平衡；環(huán)境溫度過高：有害氣體、潮氣、粉塵授入：外來振動和干擾等都是引起故障的原因。此外，人為因素也是造成數(shù)控機(jī)床故障的外部原因之一，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，首次使用數(shù)控機(jī)床或由不熟練工人來操作數(shù)控機(jī)床，在使用的第一年，操作不當(dāng)所造成的外部故障要占機(jī)床總故障的三分之一以上。除上述常見故障分類方法外，還有其他多種不同的分類方法。如：按故障發(fā)生時有無破壞性可分為破壞性故障和非破壞性故障兩種按故障發(fā)生與需要維修的具體功能部位可分為數(shù)控裝置故障，進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障，主軸驅(qū)動系統(tǒng)故障，白動換刀系統(tǒng)故障等等，這一分類方法在維修時常用。 19第六章第六章 數(shù)控機(jī)床維修實例數(shù)控機(jī)床維修實例由于數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動部

51、分是強(qiáng)弱電一體的，是最容易發(fā)生問題的。因此將驅(qū)動部分作簡單介紹：驅(qū)動部分包括主軸驅(qū)動器和伺服驅(qū)動器，有電源模塊和驅(qū)動模塊兩部分組成，電源模塊是將三相交流電有變壓器升壓為高壓直流，而驅(qū)動部分實際上是個逆變換，將高壓支流轉(zhuǎn)換為三相交流，并驅(qū)動伺服電機(jī)，完成個伺服軸的運(yùn)動和主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)。因此這部分最容易出故障。以CJK6136 數(shù)控機(jī)床和 802S 數(shù)控系統(tǒng)的故障現(xiàn)象為例，主要分析一下控制電路與機(jī)械傳動接口的故障維修。 如在數(shù)控機(jī)床在加工過程中，主軸有時能回參考點有時不能。在數(shù)控操作面板上，主軸轉(zhuǎn)速顯示時有時無，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)正常。分析出現(xiàn)的故障原因得該機(jī)床采用變頻調(diào)速，其轉(zhuǎn)速信號是有編碼器提供，所以可排除

52、編碼器損壞的可能，否則根本就無法傳遞轉(zhuǎn)速信號了。只能是編碼器與其連接單元出現(xiàn)問題。兩方面考慮，一是可能和數(shù)控系統(tǒng)連接的 ECU 連接松動，二是可能可和主軸的機(jī)械連接出現(xiàn)問題。由此可以著手解決問題了。首先檢查編碼器與ECU 的連接。若不存在問題，就卸下編碼器檢查主傳動與編碼器的連接鍵是否脫離鍵槽，結(jié)果發(fā)現(xiàn)就是這個問題。修復(fù)并重新安裝就解決了問題。 數(shù)控機(jī)床故障產(chǎn)生的原因是多種多樣的，有機(jī)械問題、數(shù)控系統(tǒng)的問題、傳感元件的問題、驅(qū)動元件的問題、強(qiáng)電部分的問題、線路連接的問題等。在檢修過程中，要分析故障產(chǎn)生的可能原因和范圍，然后逐步排除，直到找出故障點，切勿盲目的亂動，否則，不但不能解決問題。還可能

53、使故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。總之，在面對數(shù)控機(jī)床故障和維修問題時，首先要防患于未燃，不能在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)問題后才去解決問題，要做好日常的維護(hù)工作和了解機(jī)床本身的結(jié)構(gòu)和工作原理，這樣才能做到有的放矢。 20 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 韓鴻鸞主編. 數(shù)控機(jī)床維修實例M. 中國電力出版社, 2006 2 畢敏杰主編. 機(jī)床數(shù)控技術(shù)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,19963 胡學(xué)明主編. 數(shù)控機(jī)床電氣維修M. 機(jī)械工業(yè)出版社,20114 韓鴻鸞,吳海燕主編. 數(shù)控機(jī)床機(jī)械維修M. 中國電力出版社,20085 李躍軍主編. 數(shù)控機(jī)床與維修 M. 化學(xué)工業(yè)出版社,20086 李艷玲,陳運(yùn)安主編. 數(shù)控機(jī)床原理與維修M. 人民郵電出版社,20117 蔡厚道主編. 數(shù)控機(jī)床維修與調(diào)試M. 北京理工大學(xué)出版社,20108 劉樹青主編. 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修M. 人民郵電出版社,20099 夏艷蘭主編. 數(shù)控機(jī)床維修工M. 機(jī)械工業(yè)出版社,200910 夏羅生主編. 數(shù)控機(jī)床維修與維護(hù)M. 中航出版媒體有限責(zé)任公司,2011